（完整版）小型家用风力发电机毕业设计论文.pdf

（（完完整整版版））⼩⼩型型家家⽤⽤风风⼒⼒发发电电机机毕毕业业设设计计论论⽂⽂ 摘要 风能作为⼀种清洁的可 ⽣能源越来越受到⼈们的重视，风⼒发电也逐渐成为了时下的朝阳产业。本论⽂详细阐明了⼩型独⽴ 风⼒发电系统的设计⽅案，对风⼒发电机组的结构和电能的变换及继电控制电路做了深⼊的研究。 本⽂提出的解决⽅案为，风⼒发电机组带动单相交流发电机，然后通过AC— DC—AC变换为⽤户需要的标准交流电，并且考 虑到风⼒的不稳定性，在系统中并⼊蓄电池组，通过控制电路的监控实现系统的控制，保证系统在风能充⾜时可蓄能，在风能 不充⾜时亦可为负载供电。系统的运⾏状况采⽤继电控制电路监控和切换。 本论⽂的重点在于继点控制电路的设计，并对各种不同风⼒情况下系统的运⾏状况进⾏了全⾯⽽严谨的分析，最后电⽓控制部 分进⾏了系统仿真。 关键词：风⼒发电机组；整流——逆变；继电控制 ⽬录 摘要 ⽬ 录 引 ⾔ 第⼀章绪 论 1.1风⼒发电概述 1.1.1风⼒发电现状与展望 (5) 1.1.2风⼒发电的原理和特点 (6) 1.2论⽂系统概述 第⼆章风⼒机原理及其结构 2.1风⼒机的⽓动原理 2.2风⼒机的主要部件 2.3风⼒机的功率 第三章电⽓设计部分 . (1) 3.1发电机 (1) 3.1.1发电机结构、⼯作原理及电路图 (10) 3.1.2励磁调节器的⼯作原理 (11) 3.2整流部分 (1) 3.2.1电路图和⼯作原理 (13) 3.2.2参数选择 (15) 3.3蓄电池 (1) 3.3.1蓄电池的性能 (16) 3.3.2充放电保护电路 (17) 图3-8充放电保护电路 (17) 3.3.3蓄电池组供电控制设计 (18) 3.4逆变电路 (1) 3.4.1逆变电路及其⼯作原理 (18) 3.4.2 IGBT的驱动电路 (19) 结论 (2) 参考⽂献 (2) 致谢 (2) 引⾔ 随着世界⼯业化进程的不断加快，使得能源消耗逐渐增加，全球⼯业有害物质的 排放量与⽇俱增，从⽽造成⽓候异常、灾害增多、恶性疾病的多发，因此，能源和环 境问题成为当今世界所⾯临的两⼤重要课题。由能源问题引发的危机以及⽇益突出的 环境问题，使⼈们认识到开发清洁的可 ⽣能源是保护⽣态环境和可持续发展的客观 需要。可以说，对风⼒发电的研究和进⾏这⽅⾯的毕业设计对我们从事风⼒发电事业 的同学是有着⼗分重⼤的理论和现实意义的，也是⼗分有必要的 第⼀章绪论 风能是⼀种清洁的、储量极为丰富的可 ⽣能源，它和存在于⾃然界的矿物质燃料能源，如煤、⽯油、天然⽓等不同，它不会 随着其本⾝的转化和利⽤⽽减少，因此可以说是⼀种取之不尽、⽤之不竭的能源。⽽矿物质燃料储量有限，正在⽇趋减少，况 且其带来的严重的污染问题和温室效应正越来越困扰着⼈们。因此风⼒发电正越来越引起⼈们的关注。 1.1风⼒发电概述 1.1.1风⼒发电现状与展望 全球风能资源极为丰富，技术上可以利⽤的资源总量估计约53×106亿kWh 年。作为可 ⽣的清洁能源，受到世界各国的⾼度 重视。近20年来风电技术有了巨⼤的进步，发展速度惊⼈。⽽风能售价也已能为电⼒⽤户所承受：⼀些美国的电⼒公司提供 给客户的风电优惠售价已达到2～2.5美分kWh，此售价使得美国家庭有25%的电⼒可以通过购买风电获得。 2004年欧洲风能协会和绿⾊和平组织签署了 《风⼒12——关于2020年风电达到世界电⼒总量的12%的蓝图》的报告，“风⼒ 12%”的蓝图展⽰出风⼒发电已经成为解决世界能源问题的不可或缺的重要⼒量。按照风电⽬前的发展趋势，预计2008～2012 年期间装机容量增长率为20%，以后到2015年期间为15%，2017～2020年期间为10%。其推算的结果2010年风电装机1.98亿 KW ，风电电量0.43×104亿kWh，2020年风电装机12.45亿KW ，风电电量3.05×104亿kWh，占当时世界总电消费量 25.58×104亿kWh的11.9%。 世界风电发展有如下特点： （1）风电单机容量不断扩⼤。风电机组的技术沿着增⼤单机容量、提⾼转换效率的⽅向发展。风机的单机容量已从600KW发 展到2000～5000KW 如德国在北海和易北河⼝已批量安装了单机5000KW的风机丹麦已批量建设了单机容量2000～2200KW 的风机。新的风电机组叶⽚设计和制造⼴泛采⽤了新技术和新材料，有效地改善并提⾼了风⼒发电总体设计能⼒和⽔平。另 外可变桨翼和双馈电机的采⽤使机组更能适应风速的变化 ⼤⼤提⾼了效率。最近⼜发展了⽆齿风机等进⼀步提⾼了安全性 和效率。 （2）风电制造企业集中度较⾼。⽬前，主要风电设备制造企业